CN114688925A - 一种基于综合射频的信号源 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于综合射频的信号源包括：控制平台，用于人机交互的操作控制以及控制信号的输入和输出；雷达专测单元，用于接收雷达的发射信号并基于雷达的发射信号产生射频波段的雷达目标回波信号；卫星导航专测单元，用于模拟卫星导航信号并实时转发卫星导航信号至卫星导航接收机；数传测试专测单元，用于将射频信号转换为中频信号以及将发射的指令信号转换为中频信号。本发明能够可用于检验弹上各分系统的工作能力，有助于提高导弹的整弹联试、阵地测试、半实物仿真的测试效率，具有集成、小型、高效的优点。

Description

一种基于综合射频的信号源
技术领域
本发明属于导弹测试技术领域，涉及一种基于综合射频的信号源。
背景技术
导弹综合测试用于导弹功能及性能的测试及评定，贯穿于导弹研制、生产、装备全过程，是导弹总体设计及验证的主要途径，也是导弹武器装备实现和提高综合保障能力的重要手段。导弹综合测试是对导弹各分系统功能、性能参数和全系统的综合性能及工作协调性进行的检查和鉴定。目前的导弹综合测试系统组成复杂，针对弹上雷达导引头、导航接收机、吊舱数据链等各功能单元均配备独立的专用测试设备，导致综合测试系统体积庞大、系统复杂，占用了较大的物理空间，导致综合测试系统的转运也极不方便，机动性较差。因此，为了改善装备机动性能，导弹综合测试系统的小型化、一体化设计显得尤为重要。
微波测试仪器是一种信号测试设备，可用于武器系统中吊舱数据链、雷达导引头、卫星导航接收机等装备的微波信号及功能测试，满足武器系统整弹联试、阵地测试、半实物仿真等需求。
因此，急需一种针对综合测试系统小型化、一体化、机动化军事需求，同时为满足未来综合射频导弹的测试需求的信号源。
发明内容
本发明的目的是，针对现有技术存在的问题，提供一种基于综合射频的信号源，能够模拟雷达信号、卫星导航信号和数传信息，分别测试导弹的雷达系统、卫星导航系统和数传系统的功能和性能指标，进而提高导弹的测试效率。
本发明解决问题的技术方案是：一种基于综合射频的信号源，包括：
控制平台，用于人机交互的操作控制以及控制信号的输入和输出；
雷达专测单元，用于接收雷达的发射信号并基于雷达的发射信号产生射频波段的雷达目标回波信号；
卫星导航专测单元，用于模拟卫星导航信号并实时转发卫星导航信号至卫星导航接收机；
数传测试专测单元，用于将射频信号转换为中频信号以及将发射的指令信号转换为中频信号。
其中，所述控制平台包括：机箱、电源和零槽控制器；
所述机箱为4U高度，分为前、后两部分，前面留有2个槽位，后面留有18个槽位，所述槽位用于插入3U高度的PXI专用测试单元；
所述机箱前部分包含显示屏、键盘、电源开关；
所述机箱后部分包含射频输入输出接口、电源供电接口、以太网口；
所述电源设置在所述机箱内部；
所述零槽控制器用于运行人机交互软件，实现控制平台的控制和通信。
其中，所述雷达专测单元包括：
射频接收下变频组件，用于接收雷达发射的C/X/Ku/Ka波段的发射信号，以及将C/X/Ku/Ka波段的发射信号下变频至S波段后发送至S波段下变频组件；
S波段下变频组件，用于接收射频接收下变频组件发送的C/X/Ku/Ka波段的发射信号并将C/X/Ku/Ka波段的发射信号进行下变频处理、滤波处理和放大处理得到中频频波信号，以及将中频波段信号发送至中频处理组件；
中频处理组件，用于接收S波段下变频组件发送的中频波段信号并对中频波段信号进行信息调制得到中频目标回波信号，以及将中频目标回波信号发送至S波段上变频组件；
S波段上变频组件，用于将中频目标回波信号进行上变频处理、滤波处理和放大处理得到S波段信号，以及将S波段信号发送至射频发射上变频组件；
射频发射上变频组件，用于将S波段信号上变频到C/X/Ku/Ka频段并滤波处理、稳幅处理和可调衰减处理后发射。
其中，所述雷达专测单元还包括：
频综组件，用于采用晶振产生并提供2GHz-20GHz范围内的频率源信号；
实时控制组件，用于对射频接收下变频组件、S波段下变频组件、中频处理组件、S波段上变频组件和射频发射上变频组件进行实时控制；
监测组件，用于监测输入和输出的信号。
其中，所述卫星导航专测单元包括：
导航基带信号处理卡，用于生成扩频码，产生包含延时和多普勒特性的基带数字信号并对基带数字信号进行数模转换生成基带数字信号对应的中频信号；
导航变频转发卡，用于通过合路器将生成的基带数字信号对应的中频信号转发至卫星导航接收机。
其中，所述卫星导航专测单元还包括：
数据接收处理卡，用于接收用户输入的经度数据、纬度数据、高度数据、日期数据和时间数据中至少一种。
其中，所述数传测试专测单元包括：
数传基带信号处理卡，用于接收第一中频信号并对第一中频信号进行解调、解码，还用于将发射的指令信号进行编码、调制和数模转换得到第二中频信号；
数传S频段上下变频卡，用于将数传基带信号处理卡产生的第二中频信号上变频滤波、调理后输出，同时将输入的射频信号进行下变频、滤波放大后输出至数传基带信号处理卡所需的第一中频信号。
从上述描述可知，本发明实施例提供的一种基于综合射频的信号源，通过一体化的设计，在单台设备上能够模拟雷达信号、卫星导航信号和数传信息，分别测试导弹的雷达系统、卫星导航系统和数传系统的功能和性能指标，具有集成、小型、高效的优点，实现多参数、小型化的一体化测试，满足导弹的集成便携测试以及一体化综合测试的需求，可用于检验弹上各分系统的工作能力，有助于提高导弹的整弹联试、阵地测试、半实物仿真的测试效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于综合射频的信号源的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的基于综合射频的信号源中控制平台的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的基于综合射频的信号源中雷达专测单元的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的基于综合射频的信号源中卫星导航专测单元的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的基于综合射频的信号源中数传测试专测单元的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。可以理解的是，附图仅仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的连接关系仅仅是为了便于清晰描述，并不限定连接方式。
本发明实施例提供一种基于综合射频的信号源，参见图1，该基于综合射频的信号源包括：控制平台101、雷达专测单元102、卫星导航专测单元103和数传测试专测单元104。
控制平台101，用于人机交互的操作控制以及控制信号的输入和输出；控制平台101还用于为雷达专测单元102、卫星导航专测单元103和数传测试专测单元104供电。
参见图2，控制平台101包括：机箱201、电源202、零槽控制器203、机箱前面板204和机箱后面板205；
机箱201为4U高度，分为前、后两部分；前部分为机箱前面板204，有2个槽位，后部分为机箱后面板205，有18个槽位，槽位用于插入3U高度的PXI(PCI eXtensions forInstrumentaion)专用测试单元；可以理解的的是，U是服务器机箱的高度，1U等于4.45厘米。
机箱201的机箱前面板204包含显示屏、键盘、电源开关；用于实现人机交互的操作功能；
机箱201后部分包含射频输入输出接口、电源供电接口、以太网口；用于实现输入输出信号线连接等功能。
电源202设置在机箱201内部用于供电；
零槽控制器203用于运行人机交互软件，实现控制平台的控制和通信。
参见图3，雷达专测单元102，用于接收雷达的发射信号并基于雷达的发射信号产生射频波段的雷达目标回波信号；在具体实施时，雷达专测单元102能够接收雷达的发射信号，通过对该发射信号进行下变频后，在中频数字处理平台通过数字处理方式产生目标回波信号并输出目标回波信号，目标回波信号经过上变频处理产生射频波段的雷达目标回波信号，完成雷达导引头的测试；
本实施例中，雷达专测单元203包括：
射频接收下变频组件301，用于接收雷达发射的C/X/Ku/Ka波段的发射信号，以及将C/X/Ku/Ka波段的发射信号下变频至S波段后发送至S波段下变频组件；
S波段下变频组件302，用于接收射频接收下变频组件发送的C/X/Ku/Ka波段的发射信号并将C/X/Ku/Ka波段的发射信号进行下变频处理、滤波处理和放大处理得到中频频波信号，以及将中频波段信号发送至中频处理组件；
中频处理组件303，用于接收S波段下变频组件发送的中频波段信号并对中频波段信号进行信息调制得到中频目标回波信号，以及将中频目标回波信号发送至S波段上变频组件；
其中，信息调制包括进行目标延时、多普勒、速度、多目标的调制。
S波段上变频组件304，用于将中频目标回波信号进行上变频处理、滤波处理和放大处理得到S波段信号，以及将S波段信号发送至射频发射上变频组件；
射频发射上变频组件305，用于将S波段信号上变频到C/X/Ku/Ka频段并滤波处理、稳幅处理和可调衰减处理后通过端口发射出去。
雷达专测单元还包括：
频综组件306，用于采用晶振产生并提供2GHz-20GHz范围内的频率源信号；
其中，频率源信号包括：宽带本振频率源和捷变频率源信号源。
实时控制组件307，用于对射频接收下变频组件、S波段下变频组件、中频处理组件、S波段上变频组件和射频发射上变频组件进行实时控制；
监测组件308，用于监测输入和输出的信号。
参见图4，卫星导航专测单元103，用于模拟卫星导航信号并实时转发卫星导航信号至卫星导航接收机，完成卫星导航接收机相关测试。
进一步的，可以设置卫星导航专测单元103的工作模式。卫星导航专测单元103具有卫星转发、模拟两种独立工作模式，两种模式具备互锁能力。
需要说明的是，卫星导航专测单元103内置固定场景输出功能，可以在相应的程控命令下通过卫星导航专测单元103上的数据接收处理卡获得用户输入的经纬度数据、高度数据、日期数据、时间数据生成静态点场景。实现高精度的卫星星历和导航电文的动态模拟。还可上传仿真场景卫星的星历信息；
卫星转发模式具备完成BD1、BD2(B1、B3两个频点)、GPS、GLONASS卫星信号同时转发或选择性组合转发功能，可获取当前UTC时间及当地经纬高等位置信息并程控反馈。可以转发BD1/BD2/GPS/GLONASS真实卫星信号，转发信号功率可程控调节；
具有转发、模拟工作模式下的卫星状态实时显示功能；
导航信号模拟器在仿真或转发卫星信号时，能够实时监测信号正确性，获取当前UTC时间、BD时及当地经纬高等信息，通过设备显示屏幕进行显示，并通过程控接口返回定位状态信息。
本实施例中，卫星导航专测单元103包括：
导航基带信号处理卡401，用于生成扩频码，产生包含延时和多普勒特性的基带数字信号并对基带数字信号进行数模转换生成基带数字信号对应的中频信号；需要说明的是，基带数字信号对应的中频信号即为卫星导航信号。
其中，生成扩频码时，可以根据仿真场景文件计算数字信号处理算法所需要的参数，生成扩频码，完成信号扩频。
导航变频转发卡402，用于通过合路器将生成的基带数字信号对应的中频信号转发至卫星导航接收机。
进一步的，导航变频转发卡402还能够完成上变频、滤波放大功能，同时具有导航信号转发解析功能。
参见图5，数传测试专测单元104，用于将射频信号转换为中频信号以及将发射的指令信号转换为中频信号。
进一步的，数传测试专测单元104还用于弹载图像指令系统图像信息和状态信息的接收，以及捕控指令的控制与发射，能够配合测试系统完成导弹图像指令、图像信息、状态信息等数传系统的测试。
更进一步的，通过显示设备可实时显示导引头传送给弹载图像指令系统的图像信息；可实时显示外部发送的指令信息；可回放显示存储的图像信息文件；可实时显示程控衰减值等设备状态信息；图像信息和导弹状态信息在显示屏上分区显示，导弹状态信息显示可根据用户需要现场配置。配合信号源控制平台101提供导弹测试过程的视频解码显示输出功能。
本实施例中，数传测试专测单元104包括：
数传基带信号处理卡501，用于接收第一中频信号并对第一中频信号进行解调、解码以及数传接收到的视频信号。还用于将发射的指令信号进行编码、调制和数模转换得到第二中频信号；
数传S频段上下变频卡502，用于将数传基带信号处理卡产生的第二中频信号上变频滤波、调理后输出，同时将输入的射频信号进行下变频、滤波放大后输出至数传基带信号处理卡所需的第一中频信号。
从上述描述可知，本发明实施例提供的一种基于综合射频的信号源，通过一体化的设计，在单台设备上能够模拟雷达信号、卫星导航信号和数传信息，分别测试导弹的雷达系统、卫星导航系统和数传系统的功能和性能指标，具有集成、小型、高效的优点，实现多参数、小型化的一体化测试，满足导弹的集成便携测试以及一体化综合测试的需求，可用于检验弹上各分系统的工作能力，有助于提高导弹的整弹联试、阵地测试、半实物仿真的测试效率。
需要说明的是，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于综合射频的信号源，其特征在于，包括：
控制平台，用于人机交互的操作控制以及控制信号的输入和输出；
雷达专测单元，用于接收雷达的发射信号并基于雷达的发射信号产生射频波段的雷达目标回波信号；
卫星导航专测单元，用于模拟卫星导航信号并实时转发卫星导航信号至卫星导航接收机；
数传测试专测单元，用于将射频信号转换为中频信号以及将发射的指令信号转换为中频信号。
2.根据权利要求1所述的基于综合射频的信号源，其特征在于，所述控制平台包括：机箱、电源和零槽控制器；
所述机箱为4U高度，分为前、后两部分，前面留有2个槽位，后面留有18个槽位，所述槽位用于插入3U高度的PXI专用测试单元；
所述机箱前部分包含显示屏、键盘、电源开关；
所述机箱后部分包含射频输入输出接口、电源供电接口、以太网口；
所述电源设置在所述机箱内部；
所述零槽控制器用于运行人机交互软件，实现控制平台的控制和通信。
3.根据权利要求1所述的基于综合射频的信号源，其特征在于，所述雷达专测单元包括：
射频接收下变频组件，用于接收雷达发射的C/X/Ku/Ka波段的发射信号，以及将C/X/Ku/Ka波段的发射信号下变频至S波段后发送至S波段下变频组件；
S波段下变频组件，用于接收射频接收下变频组件发送的C/X/Ku/Ka波段的发射信号并将C/X/Ku/Ka波段的发射信号进行下变频处理、滤波处理和放大处理得到中频频波信号，以及将中频波段信号发送至中频处理组件；
中频处理组件，用于接收S波段下变频组件发送的中频波段信号并对中频波段信号进行信息调制得到中频目标回波信号，以及将中频目标回波信号发送至S波段上变频组件；
S波段上变频组件，用于将中频目标回波信号进行上变频处理、滤波处理和放大处理得到S波段信号，以及将S波段信号发送至射频发射上变频组件；
射频发射上变频组件，用于将S波段信号上变频到C/X/Ku/Ka频段并滤波处理、稳幅处理和可调衰减处理后发射。
4.根据权利要求3所述的基于综合射频的信号源，其特征在于，所述雷达专测单元还包括：
频综组件，用于采用晶振产生并提供2GHz-20GHz范围内的频率源信号；
实时控制组件，用于对射频接收下变频组件、S波段下变频组件、中频处理组件、S波段上变频组件和射频发射上变频组件进行实时控制；
监测组件，用于监测输入和输出的信号。
5.根据权利要求1所述的基于综合射频的信号源，其特征在于，所述卫星导航专测单元包括：
导航基带信号处理卡，用于生成扩频码，产生包含延时和多普勒特性的基带数字信号并对基带数字信号进行数模转换生成基带数字信号对应的中频信号；
导航变频转发卡，用于通过合路器将生成的基带数字信号对应的中频信号转发至卫星导航接收机。
6.根据权利要求5所述的基于综合射频的信号源，其特征在于，所述卫星导航专测单元还包括：
数据接收处理卡，用于接收用户输入的经度数据、纬度数据、高度数据、日期数据和时间数据中至少一种。
7.根据权利要求1所述的基于综合射频的信号源，其特征在于，所述数传测试专测单元包括：
数传基带信号处理卡，用于接收第一中频信号并对第一中频信号进行解调、解码，还用于将发射的指令信号进行编码、调制和数模转换得到第二中频信号；
数传S频段上下变频卡，用于将数传基带信号处理卡产生的第二中频信号上变频滤波、调理后输出，同时将输入的射频信号进行下变频、滤波放大后输出至数传基带信号处理卡所需的第一中频信号。
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